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[摘 要]在综采工作面设计施工过程中,合理实施掰角转向方位角,增加工作面的回采储量,工作面视必出现了转向拐点,为使工作面较顺利地推过拐点,确保安全生产和生产连续不中断,具有较高的效益和指导意义。
[关键词]拐点;调斜比例;工作面
中图分类号:TD853 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)07-0351-01
急倾斜特厚煤层水平分层综放工作面,一般在同一水平标高上,沿煤层底板侧布置运输顺槽,丽顶板侧布置回风顺槽。随着煤层顶底板起伏,运输顺槽、回风顺槽也要相应转向。以便使巷道尽可能接近顶、底板,而不致丢煤或破顶底板。由于普通胶带不可能平面弯曲,因此,运输顺槽只能沿煤层底板等高线尽量取直并分段布置。这样就在工作面运输顺槽出现了若干转折点(俗称拐点)。每出现一个拐点就必须增加一台普通胶带机。由于可伸缩胶带机头尺寸比较大,无形中增加了拐点处巷道断面,造成拐点处轨道运输困难。当工作面推采到距拐点适当距离时,必须拆除原来安装在此的不可伸缩的普通胶带机头、机尾,更换可弯曲,可伸缩的运输设备,以实现顺槽胶带与转载机之间的运输搭接。同时,当综采工作面转载机头推至拐点时,还必须进行工作面的调斜及液压支架的调向工作,以使工作面逐渐旋转,确保转载机(一般为刚性联接)与端头支架保持垂直,而不致破坏转载机。这就是综采工作面的过拐点工作。
一、地质概况
工作面位于-1000m水平西三采区,顺9煤顶板掘进,顶板发育有厚层细砂岩,裂隙发育且富水性较好,工作面溜子道掘进期间曾发生顶板砂岩裂隙出水,最大瞬时水量30m3/h;面内有13-4和14-2钻孔,封闭良好、有测斜资料;同时面内93602两处探巷下段均存有部分老空积水,预计总积水量约550m3;工作面煤层厚度1.0~5.8m,平均厚度约2.3m。工作面中西部过两处夹矸发育区,夹矸发育区Ⅰ位于切眼上部,范围较小,夹矸厚度0.1~0.5m,沿走向长度约10m。夹矸发育区Ⅱ位于工作面西部,夹矸厚度0.1~1.2m,沿走向长度约100m。工作面中东部过两处煤层变薄区,变薄区Ⅰ煤层厚度1.0~2.0m,沿走向长度约180m,变薄区Ⅱ煤层厚度1.4~2.0m,沿走向长度约100m。工作面中存在3处伪顶泥岩发育区,伪顶泥岩平均厚度约1.0m,与上覆砂岩胶结不良,破碎易掉落。伪顶泥岩发育区Ⅰ位于工作面西北部,走向NE,带宽约20m;伪顶泥岩发育区Ⅱ位于工作面西部,走向NW,带宽约20m;伪顶泥岩发育区Ⅲ位于工作面中部,走向NNW,带宽约60m。工作面整体为一倾向NW的单斜构造,工作面西部发育一条褶曲,沿巷道走向局部煤层倾角变化较大。在溜子道回采进尺点364m处,发育一条褶曲构造,考虑到巷道角度大不利于工作面回采,巷道向高帮偏转19°,形成拐点。受褶曲影响,拐点前后15m巷道超高,最高高度7.1m,煤厚5m。
二、回采方案
1、若工作面在过拐点前继续保持平推,在过溜子道拐点后,转载机就会抵到溜子道下帮,上口带小面回采,导致无法正常回采。下巷运输系统在过拐点时,皮带与转载机的搭接及大溜子与转载机的搭接可能会脱节,通过比对后,采取对拐点范围溜子道高帮刷帮的方法,结合大溜子方向、机头出煤壁长度等因素确定刷帮深度及范围。使转载机尽可能的向高帮靠,减少拐点对运输系统的影响。
2、经过矿领导的指导安排,最终选定了工作面下口先过拐点,保证大溜子机头距溜子道下帮的最短距离顺利推过。提前计算好调面机头所需要推进的总距离,再根据实际情况,进大溜子机尾,最后在工作面溜子无下滑趋势后,再进行微调的主线方案。
3、针对溜子道拐点范围巷道超高,且托顶煤回采,为防止顶煤掉落,支架蹬空,提前在溜子道高帮画好采高控制线,并在托顶煤前先铺好金属网,保证进入托顶煤后,有效控制顶煤。
三、过程控制
1、计算好调面长度:原工作面切眼伪斜13.7m,切眼与溜子道夹角95°。工作面过完拐点后,面长变长为174.2m,倾角25.5°,当工作面与溜子道夹角呈98°时,伪斜(机头超前)需约20m。计算出整个调面过程中,需调机头距离为:扇形边长+调面后伪斜-原切眼伪斜=28.5+23.7+20-13.7=58.5m。
2、选择调面时机:若调面过早,会使溜子上窜过多,无法与转载机搭接,且还需通过调机尾来平衡;若调面过晚,溜子上窜的程度抵不过过拐点后,相对下滑的速度,溜子就会进入溜子道下帮内。所以选择合适的调面时机尤为重要。
由于工作面是整体向高帮偏转,工作面面长没有太大变化,为了保证溜子道不撕帮,只有让机头先过拐点,且机尾不推,使机头推过工作面与溜子道垂直的最短距离点,工作面溜子机头方向偏向巷道高帮的时候,是调面工作的关键点,决定了溜子道是否需要撕帮的重要问题。在推过溜子与巷道下帮最短距离点之后,还需继续调面,直至机头调足58.5m后,可以进机尾,至此,调面工作大体结束。
3、日常管理:每班在割煤前后观测大溜子机头变化情况,由于影响溜子下滑的因素,不只是巷道的拐弯,还与溜子重力及推溜方法有关。为防止溜子自燃状态下的下滑,在机头、机尾分别施工3颗压柱,并在支架工推溜时,采取从下向上推的方法,减少其自然下滑的作用力。支架工在移架时,及时调整支架状态,向下放支架尾梁,保证支架与溜子垂直,防止因推移框架受阻,造成溜子无法上窜的现象。
4、托顶煤控制:由于溜子道拐点附近刷帮后,煤体已经松动,顶煤破碎,原有锚网支护已失效,在采取提前铺网,上料控顶的措施下,顶煤仍然无法有效控制,遂根据领导安排在巷道超高段,提前做好超前档,在通过锚网加固顶煤的同时,下方使用3m半圆木配合单体支设走向棚,保证了支架正常拉移。
四、调采技术管理
1、工程质量管理
准确定位面内拐角吃刀位置和支架与输送机的拐角。每循环割通刀时,工作面做到煤壁直、输送机平直、支架大线直,工作面下半段因支架反复扰动导致顶板破碎、煤壁片帮严重时,及时拉超前架。每个小循环短刀结束后.控制好工作面拐角处工程质量。拐角处支架端面距超过340mm。采用木料超前撅顶.拐角处可用单体配合侧护板调整支架,支架中心距偏差不大于100mm.架间距不大于200mm,煤机割平顶底板,支架严禁出现台阶,保证不咬架、挤架。
2、刮板输送机、转载机管理
调斜期间.严格控制支架推输送机的方向.必须从机头向机尾推输送机。转载机机身长.机巷拐点角度大,转载机通过困难。为此,对皮带机道拐点上下帮超前扩帮。以利于上靠转载机尾,下拨转载机头,既可保证设备合理搭接正常出煤.又能使转载机顺利通过拐点。采用单体调转载机,做到小角度均匀调整,防止转载机出现倾倒、陡弯、错茬现象。
3、机道拐点扩帮区顶、帮管理
扩帮区域顶板跨度大.顶板、巷帮锚梁网支护要加密布置,缩小间排距。紧贴巷道下帮打木垛,木垛规格1.4mx1.6in,木垛间距(中一中)2m。由于转载机需上靠或下拨.拐点扩帮区原铰接顶梁配合单体柱支护改为圆木梁配合单体柱支护.便于及时改柱子。
4、咬架挤架倒架处理
(1)处理挤架咬架:从有间距支架开始调整,降下支架.单体支柱支设在相邻支架底座上,一端支在本架的一侧.单体支柱供液使支架向有空隙的一侧靠.以此类推。直至调开支架。
(2)处理倒架:用单体支柱配合进行,降支架,单体一端支设在相邻支架底座箱上.一端支设在倾倒一侧.利用工作面上出口20T回柱机绳头拴住倾倒支架上立柱.绳头从支架立柱里侧穿过,防止反彈伤人。单体支柱远距离供液扶正支架,同时点动回柱机张紧钢丝绳。底座箱下垫上矸石木料,使支架两底座箱平直。并升架使支架接顶有劲。
五、建议及思考
1、综采工作面在超高接顶时,要尽量使接顶半圆木一端抵到工作面一侧巷帮,有利于端头顶板(煤)控制。
2、若以后遇到工作面过拐点(偏向下帮),就会面临溜子机尾进入材料道上帮,机头无法搭接的情况,与93604工作面过拐点不同的是,如果工作面下部为采空区,就不可采取刷拐点的方法,可考虑安装滑行辅助出煤。调面的方式与93604面相反。
作者简介
王磊(1990.09-),辽宁北票人,2012年7月1日毕业于江西理工大学,主要从事采煤、掘进等工作。
[关键词]拐点;调斜比例;工作面
中图分类号:TD853 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)07-0351-01
急倾斜特厚煤层水平分层综放工作面,一般在同一水平标高上,沿煤层底板侧布置运输顺槽,丽顶板侧布置回风顺槽。随着煤层顶底板起伏,运输顺槽、回风顺槽也要相应转向。以便使巷道尽可能接近顶、底板,而不致丢煤或破顶底板。由于普通胶带不可能平面弯曲,因此,运输顺槽只能沿煤层底板等高线尽量取直并分段布置。这样就在工作面运输顺槽出现了若干转折点(俗称拐点)。每出现一个拐点就必须增加一台普通胶带机。由于可伸缩胶带机头尺寸比较大,无形中增加了拐点处巷道断面,造成拐点处轨道运输困难。当工作面推采到距拐点适当距离时,必须拆除原来安装在此的不可伸缩的普通胶带机头、机尾,更换可弯曲,可伸缩的运输设备,以实现顺槽胶带与转载机之间的运输搭接。同时,当综采工作面转载机头推至拐点时,还必须进行工作面的调斜及液压支架的调向工作,以使工作面逐渐旋转,确保转载机(一般为刚性联接)与端头支架保持垂直,而不致破坏转载机。这就是综采工作面的过拐点工作。
一、地质概况
工作面位于-1000m水平西三采区,顺9煤顶板掘进,顶板发育有厚层细砂岩,裂隙发育且富水性较好,工作面溜子道掘进期间曾发生顶板砂岩裂隙出水,最大瞬时水量30m3/h;面内有13-4和14-2钻孔,封闭良好、有测斜资料;同时面内93602两处探巷下段均存有部分老空积水,预计总积水量约550m3;工作面煤层厚度1.0~5.8m,平均厚度约2.3m。工作面中西部过两处夹矸发育区,夹矸发育区Ⅰ位于切眼上部,范围较小,夹矸厚度0.1~0.5m,沿走向长度约10m。夹矸发育区Ⅱ位于工作面西部,夹矸厚度0.1~1.2m,沿走向长度约100m。工作面中东部过两处煤层变薄区,变薄区Ⅰ煤层厚度1.0~2.0m,沿走向长度约180m,变薄区Ⅱ煤层厚度1.4~2.0m,沿走向长度约100m。工作面中存在3处伪顶泥岩发育区,伪顶泥岩平均厚度约1.0m,与上覆砂岩胶结不良,破碎易掉落。伪顶泥岩发育区Ⅰ位于工作面西北部,走向NE,带宽约20m;伪顶泥岩发育区Ⅱ位于工作面西部,走向NW,带宽约20m;伪顶泥岩发育区Ⅲ位于工作面中部,走向NNW,带宽约60m。工作面整体为一倾向NW的单斜构造,工作面西部发育一条褶曲,沿巷道走向局部煤层倾角变化较大。在溜子道回采进尺点364m处,发育一条褶曲构造,考虑到巷道角度大不利于工作面回采,巷道向高帮偏转19°,形成拐点。受褶曲影响,拐点前后15m巷道超高,最高高度7.1m,煤厚5m。
二、回采方案
1、若工作面在过拐点前继续保持平推,在过溜子道拐点后,转载机就会抵到溜子道下帮,上口带小面回采,导致无法正常回采。下巷运输系统在过拐点时,皮带与转载机的搭接及大溜子与转载机的搭接可能会脱节,通过比对后,采取对拐点范围溜子道高帮刷帮的方法,结合大溜子方向、机头出煤壁长度等因素确定刷帮深度及范围。使转载机尽可能的向高帮靠,减少拐点对运输系统的影响。
2、经过矿领导的指导安排,最终选定了工作面下口先过拐点,保证大溜子机头距溜子道下帮的最短距离顺利推过。提前计算好调面机头所需要推进的总距离,再根据实际情况,进大溜子机尾,最后在工作面溜子无下滑趋势后,再进行微调的主线方案。
3、针对溜子道拐点范围巷道超高,且托顶煤回采,为防止顶煤掉落,支架蹬空,提前在溜子道高帮画好采高控制线,并在托顶煤前先铺好金属网,保证进入托顶煤后,有效控制顶煤。
三、过程控制
1、计算好调面长度:原工作面切眼伪斜13.7m,切眼与溜子道夹角95°。工作面过完拐点后,面长变长为174.2m,倾角25.5°,当工作面与溜子道夹角呈98°时,伪斜(机头超前)需约20m。计算出整个调面过程中,需调机头距离为:扇形边长+调面后伪斜-原切眼伪斜=28.5+23.7+20-13.7=58.5m。
2、选择调面时机:若调面过早,会使溜子上窜过多,无法与转载机搭接,且还需通过调机尾来平衡;若调面过晚,溜子上窜的程度抵不过过拐点后,相对下滑的速度,溜子就会进入溜子道下帮内。所以选择合适的调面时机尤为重要。
由于工作面是整体向高帮偏转,工作面面长没有太大变化,为了保证溜子道不撕帮,只有让机头先过拐点,且机尾不推,使机头推过工作面与溜子道垂直的最短距离点,工作面溜子机头方向偏向巷道高帮的时候,是调面工作的关键点,决定了溜子道是否需要撕帮的重要问题。在推过溜子与巷道下帮最短距离点之后,还需继续调面,直至机头调足58.5m后,可以进机尾,至此,调面工作大体结束。
3、日常管理:每班在割煤前后观测大溜子机头变化情况,由于影响溜子下滑的因素,不只是巷道的拐弯,还与溜子重力及推溜方法有关。为防止溜子自燃状态下的下滑,在机头、机尾分别施工3颗压柱,并在支架工推溜时,采取从下向上推的方法,减少其自然下滑的作用力。支架工在移架时,及时调整支架状态,向下放支架尾梁,保证支架与溜子垂直,防止因推移框架受阻,造成溜子无法上窜的现象。
4、托顶煤控制:由于溜子道拐点附近刷帮后,煤体已经松动,顶煤破碎,原有锚网支护已失效,在采取提前铺网,上料控顶的措施下,顶煤仍然无法有效控制,遂根据领导安排在巷道超高段,提前做好超前档,在通过锚网加固顶煤的同时,下方使用3m半圆木配合单体支设走向棚,保证了支架正常拉移。
四、调采技术管理
1、工程质量管理
准确定位面内拐角吃刀位置和支架与输送机的拐角。每循环割通刀时,工作面做到煤壁直、输送机平直、支架大线直,工作面下半段因支架反复扰动导致顶板破碎、煤壁片帮严重时,及时拉超前架。每个小循环短刀结束后.控制好工作面拐角处工程质量。拐角处支架端面距超过340mm。采用木料超前撅顶.拐角处可用单体配合侧护板调整支架,支架中心距偏差不大于100mm.架间距不大于200mm,煤机割平顶底板,支架严禁出现台阶,保证不咬架、挤架。
2、刮板输送机、转载机管理
调斜期间.严格控制支架推输送机的方向.必须从机头向机尾推输送机。转载机机身长.机巷拐点角度大,转载机通过困难。为此,对皮带机道拐点上下帮超前扩帮。以利于上靠转载机尾,下拨转载机头,既可保证设备合理搭接正常出煤.又能使转载机顺利通过拐点。采用单体调转载机,做到小角度均匀调整,防止转载机出现倾倒、陡弯、错茬现象。
3、机道拐点扩帮区顶、帮管理
扩帮区域顶板跨度大.顶板、巷帮锚梁网支护要加密布置,缩小间排距。紧贴巷道下帮打木垛,木垛规格1.4mx1.6in,木垛间距(中一中)2m。由于转载机需上靠或下拨.拐点扩帮区原铰接顶梁配合单体柱支护改为圆木梁配合单体柱支护.便于及时改柱子。
4、咬架挤架倒架处理
(1)处理挤架咬架:从有间距支架开始调整,降下支架.单体支柱支设在相邻支架底座上,一端支在本架的一侧.单体支柱供液使支架向有空隙的一侧靠.以此类推。直至调开支架。
(2)处理倒架:用单体支柱配合进行,降支架,单体一端支设在相邻支架底座箱上.一端支设在倾倒一侧.利用工作面上出口20T回柱机绳头拴住倾倒支架上立柱.绳头从支架立柱里侧穿过,防止反彈伤人。单体支柱远距离供液扶正支架,同时点动回柱机张紧钢丝绳。底座箱下垫上矸石木料,使支架两底座箱平直。并升架使支架接顶有劲。
五、建议及思考
1、综采工作面在超高接顶时,要尽量使接顶半圆木一端抵到工作面一侧巷帮,有利于端头顶板(煤)控制。
2、若以后遇到工作面过拐点(偏向下帮),就会面临溜子机尾进入材料道上帮,机头无法搭接的情况,与93604工作面过拐点不同的是,如果工作面下部为采空区,就不可采取刷拐点的方法,可考虑安装滑行辅助出煤。调面的方式与93604面相反。
作者简介
王磊(1990.09-),辽宁北票人,2012年7月1日毕业于江西理工大学,主要从事采煤、掘进等工作。